Differenza chiave – Topoisomerasi I vs II
Il DNA è necessario a una cellula per dividersi in due cellule figlie per divisione cellulare. Il DNA è duplicato dalla replicazione del DNA. Quindi, dovrebbe esserci un meccanismo speciale per replicare il DNA a spirale altamente ferito. La topoisomerasi è un enzima che può tagliare il DNA in un punto particolare e svela la torsione del DNA e allevia la natura del superavvolgimento del DNA. È l'enzima che partecipa all'avvolgimento e allo svolgimento del DNA. Il problema dell'avvolgimento del DNA è sollevato a causa della struttura intrecciata del DNA a doppio filamento. Questi tipi di problemi topologici creati nei filamenti duplicati del DNA possono essere corretti dalle topoisomerasi. Di solito tagliano la spina dorsale del fosfato del DNA uno o entrambi i filamenti e consentono alla struttura del supercoil del DNA di essere svolta. Successivamente la spina dorsale del DNA viene nuovamente sigillata. Le topoisomerasi batteriche e umane hanno meccanismi simili. La topoisomerasi I e II sono metodi per trattare il DNA supercoiled. La topoisomerasi I taglia un filamento nel DNA a doppio filamento e non è richiesto ATP per la sua funzione. D' altra parte la topoisomerasi, II taglia entrambi i filamenti nel DNA e necessita di ATP per la sua attività. Questa è la differenza chiave tra la topoisomerasi I e II.
Cos'è la topoisomerasi I?
La topoisomerasi I è una classe di enzima che coinvolge la regolazione del superavvolgimento del DNA. Gestiscono il superavvolgimento nel DNA creando rotture a filamento singolo e relegando i filamenti di DNA. Il loro ruolo è molto importante per la replicazione e la trascrizione del DNA. Sono ulteriormente suddivisi in tipo IA e tipo IB. Le topoisomerasi di tipo IA sono indicate come topoisomerasi procariotiche I. D' altra parte, le topoisomerasi di tipo IB sono indicate come topoisomerasi eucariotiche I. Le topoisomerasi di tipo IA e di tipo IB sono funzionalmente diverse. La topoisomerasi procariotica I può solo rivivere i supercoil negativi del DNA. E la topoisomerasi eucariotica posso introdurre supercoil di DNA positivi, inoltre separano il DNA del cromosoma figlio dopo la replicazione e rilassano questo DNA.
Figura 01: topoisomerasi I e II
La topoisomerasi I di Ecoli è un oloenzima con tre atomi di Zn (II) nei motivi della tetracisteina vicino al suo terminale carbossilico. Ha un peso di 97 kDa. La topoisomerasi I ha diverse caratteristiche insolite. Non ha bisogno dell'idrolisi dell'ATP per catalizzare il riarrangiamento topologico del DNA. La caratteristica eccitante della topoisomerasi I è che è un monomero completamente funzionale mentre la maggior parte degli enzimi che coinvolgono i complessi riarrangiamenti topologici del DNA sono di natura oligomerica.
Cos'è la topoisomerasi II?
Per gestire i grovigli di DNA ei supercoil, la topoisomerasi di tipo II taglia entrambi i filamenti di DNA simultaneamente. Hanno bisogno dell'idrolisi dell'ATP per questa attività. La topoisomerasi di tipo II modifica il numero di collegamento del DNA circolare di ± 2. Sono ampiamente classificate in due categorie, ovvero di tipo II A e di tipo IIB.
Figura 02: topoisomerasi II
Le topoisomerasi di tipo II A includono la DNA girasi batterica, la topoisomerasi II eucariotica, la topoisomerasi alfa e beta virale eucariotica e la topoisomerasi IV. Le topoisomerasi di tipo II B includono la topoisomerasi VI che si trova negli archaea e la topoisomerasi VI che si trova nelle piante superiori. La funzione della topoisomerasi II è tagliare entrambi i filamenti di una doppia elica di DNA e far passare un' altra elica di DNA ininterrotta attraverso di essa. Infine, le estremità tagliate sono nuovamente retrocesse. Le molecole inibitori della topoisomerasi II possono essere trovate come Hu-331, ICRF-193 e mitidomide.
Quali sono le somiglianze tra la topoisomerasi I e II?
- Entrambi sono enzimi coinvolti nell'alleviare i supercoil.
- Entrambi si trovano negli organismi procarioti così come negli organismi eucarioti.
- Entrambe le funzioni della topoisomerasi I e II sono estremamente importanti per mantenere la corretta replicazione e trascrizione del DNA nella cellula vivente.
- Entrambi sono di natura proteica.
Qual è la differenza tra la topoisomerasi I e II?
Topoisomerasi I vs Topoisomerasi II |
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| La topoisomerasi di tipo I è un enzima che modifica il grado di superavvolgimento del DNA provocando rotture e retrocessione del singolo filamento. | La topoisomerasi di tipo II è un enzima che modifica il grado di superavvolgimento del DNA provocando la rottura e la retrocessione dei doppi filamenti. |
| ATP idrolizzante | |
| Topoisomerasi I non necessita di idrolisi dell'ATP per la sua funzione. | La topoisomerasi II deve aver bisogno dell'idrolisi dell'ATP per la sua funzione. |
| DNA Breaking | |
| Topoisomerasi I fa rotture a singolo filamento. | La topoisomerasi II si rompe i doppi filamenti. |
| Struttura | |
| La topoisomerasi I è un monomero. | La topoisomerasi II è un eterodimero. |
| Cambiare il numero di collegamento del DNA circolare | |
| La topoisomerasi I sta cambiando il numero di collegamento del DNA circolare di unità rigorosamente di 1 o di multipli di 1(n). | La topoisomerasi II sta cambiando il numero di collegamento del DNA circolare di unità di ±2. |
Riepilogo – Topoisomerasi I vs II
Le topoisomerasi sono gli enzimi coinvolti nell'avvolgimento o nello svolgimento del DNA. Alleviano i supercoil del DNA e facilitano la replicazione e la trascrizione del DNA. Questi enzimi possono essere trovati in quasi tutti gli organismi come; umani, batteri, piante superiori, altri batteri e archaea. I riarrangiamenti topologici del DNA sono effettuati dalle topoisomerasi. L'idrolisi dell'ATP non è necessaria per la funzione della topoisomerasi I. La topoisomerasi I taglia un singolo filamento nel DNA. D' altra parte la topoisomerasi II taglia entrambi i filamenti nel DNA e necessita di ATP per la loro funzione o attività. Successivamente questi tagli nella spina dorsale del DNA vengono nuovamente sigillati. Le topoisomerasi batteriche e umane hanno meccanismi simili in natura. Questa è la differenza tra la topoisomerasi I e II.
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